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測量溫度 - 虛擬物聯網硬體

在本課程中，您將為虛擬物聯網設備添加一個溫度感測器。

虛擬硬體

虛擬物聯網設備將使用模擬的 Grove 數位濕度與溫度感測器。這樣的設置與使用搭載實體 Grove DHT11 感測器的 Raspberry Pi 相同。

該感測器結合了一個溫度感測器和一個濕度感測器，但在本實驗中，您只需關注溫度感測器的部分。在實體物聯網設備中，溫度感測器通常是一個熱敏電阻，通過感應電阻隨溫度變化的改變來測量溫度。溫度感測器通常是數位感測器，內部會將測量到的電阻轉換為攝氏度（或開氏度、華氏度）的溫度。

將感測器添加到 CounterFit

要使用虛擬濕度和溫度感測器，您需要將這兩個感測器添加到 CounterFit 應用中。

任務 - 將感測器添加到 CounterFit

將濕度和溫度感測器添加到 CounterFit 應用中。

在您的電腦上建立一個名為 temperature-sensor 的資料夾，並在其中創建一個名為 app.py 的單一檔案，設置 Python 虛擬環境，並添加 CounterFit 的 pip 套件。

⚠️ 如果需要，您可以參考第 1 課中有關創建和設置 CounterFit Python 專案的指導。
安裝一個額外的 Pip 套件，用於安裝 DHT11 感測器的 CounterFit shim。確保您是在啟用虛擬環境的終端中進行安裝。
```
pip install counterfit-shims-seeed-python-dht
```
確保 CounterFit 網頁應用正在運行。
創建一個濕度感測器：
1. 在 Sensors 面板的 Create sensor 框中，展開 Sensor type 下拉框並選擇 Humidity。
2. 將 Units 保持為 Percentage。
3. 確保 Pin 設置為 5。
4. 點擊 Add 按鈕，在 Pin 5 上創建濕度感測器。
濕度感測器將被創建並顯示在感測器列表中。
創建一個溫度感測器：
1. 在 Sensors 面板的 Create sensor 框中，展開 Sensor type 下拉框並選擇 Temperature。
2. 將 Units 保持為 Celsius。
3. 確保 Pin 設置為 6。
4. 點擊 Add 按鈕，在 Pin 6 上創建溫度感測器。
溫度感測器將被創建並顯示在感測器列表中。

編寫溫度感測器應用程式

現在可以使用 CounterFit 感測器來編寫溫度感測器應用程式。

任務 - 編寫溫度感測器應用程式

編寫溫度感測器應用程式。

確保 temperature-sensor 應用已在 VS Code 中打開。
打開 app.py 檔案。

在 app.py 的頂部添加以下程式碼，將應用連接到 CounterFit：

from counterfit_connection import CounterFitConnection
CounterFitConnection.init('127.0.0.1', 5000)

在 app.py 檔案中添加以下程式碼以匯入所需的函式庫：
```
import time
from counterfit_shims_seeed_python_dht import DHT
```
from seeed_dht import DHT 語句匯入了 DHT 感測器類，用於通過 counterfit_shims_seeed_python_dht 模組的 shim 與虛擬 Grove 溫度感測器進行互動。
在上述程式碼之後添加以下程式碼，創建一個管理虛擬濕度和溫度感測器的類別實例：
```
sensor = DHT("11", 5)
```
這聲明了一個 DHT 類的實例，用於管理虛擬的數位濕度與溫度感測器。第一個參數告訴程式使用的是虛擬 DHT11 感測器。第二個參數告訴程式感測器連接到埠 5。

💁 CounterFit 通過連接兩個感測器來模擬這個結合的濕度與溫度感測器，一個濕度感測器連接到創建 DHT 類時指定的埠，另一個溫度感測器運行在下一個埠。如果濕度感測器在埠 5 上，shim 預期溫度感測器在埠 6 上。
在上述程式碼之後添加一個無限迴圈，用於輪詢溫度感測器的值並將其打印到控制台：
```
while True:
    _, temp = sensor.read()
    print(f'Temperature {temp}°C')
```
調用 sensor.read() 會返回一個包含濕度和溫度的元組。您只需要溫度值，因此可以忽略濕度值。然後將溫度值打印到控制台。
在 loop 的末尾添加一個 10 秒的小延遲，因為不需要連續檢查溫度水平。延遲可以減少設備的功耗。
```
time.sleep(10)
```
在啟用虛擬環境的 VS Code 終端中，運行以下命令來執行您的 Python 應用程式：
```
python app.py
```
在 CounterFit 應用中更改溫度感測器的值，該值將被應用程式讀取。您可以通過以下兩種方式進行更改：
- 在溫度感測器的 Value 框中輸入一個數字，然後點擊 Set 按鈕。您輸入的數字將成為感測器返回的值。
- 勾選 Random 選框，並輸入 Min 和 Max 值，然後點擊 Set 按鈕。每次感測器讀取值時，將讀取一個介於 Min 和 Max 之間的隨機數。
您應該能在控制台中看到您設置的值。更改 Value 或 Random 設置以查看值的變化。
```
(.venv) ➜  temperature-sensor python app.py
Temperature 28.25°C
Temperature 30.71°C
Temperature 25.17°C
```

💁 您可以在 code-temperature/virtual-device 資料夾中找到此程式碼。

😀 恭喜！您的溫度感測器程式成功運行！

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